Sterilace (mikrobiologie)

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Sterilace (nesprávně sterilizace, kdy se jedná o veterinární nebo lékařský zákrok vedoucí k neplodnosti. Koncovka -izace pochází z angličtiny) je soubor činností směrujících k odstranění nebo usmrcení buněk v daném prostředí. Metody používané pro sterilaci mají dlouhou historii[1]. Louis Pasteur poprvé použil tepla pro uchování vína (1864) a již předtím bez plného chápání procesu bylo tepla používáno v konzervačním průmyslu (cca 1700). Další sterilační techniky jako filtrace byly užity v 19. století.

Rozdělení[editovat | editovat zdroj]

Autokláv s horním plněním

Buňky se usmrcují buďto suchým teplem (vzduchem), nebo vlhkým teplem za použití Kochova hrnce či autoklávu. Zvláštním případem použití vlhkého tepla je frakcionovaná sterilace. Usmrcování buněk mikroorganizmů může též probíhat při použití záření (např. UV, ionizující) či mikrobicidními plyny.

Jiné rozdělení spočívá ve fyzikálních (horký vzduch, přehřátá pára, ionizační záření) a chemických metodách (chemické roztoky, mikrobicidní plyny).

Speciálním druhem sterilace je kontinuální sterilace, která probíhá nepřetržitě.

Var není plně účinná metoda sterilace.

Sterilace vlhkým vzduchem[editovat | editovat zdroj]

Sterilace vlhkým vzduchem je nejčastějším a nejspolehlivějším typem sterilace nástrojů a laboratorních materiálů. V průběhu této sterilace dochází ke karamelizaci cukrů, denaturaci bílkovin (při vyšším obsahu bílkovin v materiálu je nutno sterilaci prodloužit), inaktivaci vitamínů, Maillardově reakci sacharidů s aminokyselinami, polymeraci a hydrolytickému poškození sloučenin. Provádí se buďto za použití Kochova hrnce (vodní pára do 100 °C) nebo autoklávu (vodní pára o teplotě 121 °C při tlaku 101,5 kPa a době okolo 23 min.). Zvláštním případem sterilace vlhkým teplem je pak použití frakcionované sterilace.

Sterilace suchým vzduchem[editovat | editovat zdroj]

Jedná se o méně častý sterilační postup, který je také méně účinný. Využívá se nejčastěji ke sterilaci skleněných a kovových předmětů, v plameni o 160 °C a výše. Teplota musí působit delší čas.

Sterilace UV zářením[editovat | editovat zdroj]

Používá se často v laboratořích a zdravotnických zařízeních k likvidaci buněk na objektech a nástrojích používaných k úkonům vyžadujícím aseptické prostředí.

Sterilace mikrobicidními plyny[editovat | editovat zdroj]

Tento typ usmrcování buněk se používá k ošetření předmětů či povrchů v laboratořích. Jeho velkou nevýhodou je však možná reakce plynu s komponenty, nespolehlivé působení a nebezpečí výbuchu. Typickým představitelem plynu pro sterilaci je Ethylenoxid.

Sterilace filtrací[editovat | editovat zdroj]

Při sterilaci tekutých materiálů (např. vakcíny, séra) v biotechnologických laboratořích a ve zdravotnictví se používá filtrace přes speciální filtr (např. nitrocelulózový) o velikosti pórů 0,1-0,2 μm.

Faktory ovlivňující průběh sterilace[editovat | editovat zdroj]

Samotný proces sterilace je ovlivňován řadou činitelů. Sterilace v otevřeném prostředí je ovlivňována chemickými a fyzikálními vlastnostmi. Velkou roli hraje teplota. V případě sterilace chemických sloučenin hraje roli pH a obsah bílkovin. Dalším významným faktorem je též počáteční kontaminace, tedy počáteční množství buněk.

Měření účinnosti sterilace[editovat | editovat zdroj]

K určení účinnosti sterilace se používá řada matematických výpočtů. Jedním z nich je výpočet cílové kontaminace, kdy cílová kontaminace je rovna počtu kontaminačních řádů (rozdíl počáteční a koncové kontaminace, měřený v řádech) kráte čas potřebný na snížení o jeden řád; při určité teplotě. Indikátorem sterilace je pak mikrob Bacillus stearothermophylus, který vydrží 121 °C 8 -12 s. Jeho čas pro snížení úrovně kontaminace o jeden řád je pak 1,5 - 4 sekundy.

Kosmický výzkum[editovat | editovat zdroj]

Cca 15 procent nákladů při přípravě kosmických sond stojí sterilace[2]. Sondy jsou připravovány ve filtrovaném, extrémně čistém prostředí. Dekontaminaci sondy od pozemského života nelze provést z principiálních důvodů absolutně, ale lze minimalizovat pravděpodobnost biologické kontaminace cílové planety: při pravděpodobnosti 1:1000 (10-3) se předpokládá, že jen v jednom případě z tisíce by mohlo k lokální kontaminaci dojít.

Horká pára při teplotě 120 až 135 °C působící desítky minut běžné užívaná v chirurgii nebo mikrobiologii (autokláv) způsobuje korozi a nedostane se pod povrch.

Pro kosmické účely je zapotřebí hloubková sterilace všech jednotlivých prvků, optimálně i kompletní sondy. Použitelné je „vypékání“ při teplotách nad 110 °C za extrémně malé vlhkosti po dobu mnoha desítek hodin, což je však na hranici maximální zátěže elektroniky. Další variantou je záření gama paprsky při dávkách kolem 2,5 Mrad (vysoce nad letálním účinkem), problém je ovšem opět trvanlivost elektroniky a optiky. V současnosti je běžná kombinace různých metod povrchové i hloubkové sterilace v maximálně čistém až aseptickém prostředí.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Basic Cell Culture, Second Edition Edited by J. M. Davis, Oxford university press, ISBN 0-19-963853-5
  2. Grün: Těžký úkol sterilace planetárních kosmických sond

Související články[editovat | editovat zdroj]